[發明專利]一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置

有效

• 申請號: 202110255158.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112964084B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 陳榮華;董春輝;蔡慶航;張鵬輝;田文喜;秋穗正
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F28C3/02
• 分類號: F28C3/02;F28F9/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置，該裝置包括氣體混合穩壓罐，高溫廢氣進口管，罐壁水槽，低溫氣體進口管，低溫廢氣回收管；氣體混合穩壓罐為普通鋼材質承壓罐，罐體側壁偏上側接入高溫廢氣進口管；在高溫廢氣進口管位置相對的氣體混合穩壓罐外壁安裝有罐壁水槽；在罐壁水槽兩側，與高溫廢氣進口管同一水平高度，安裝有兩根低溫氣體進口管；在罐壁水槽下方，氣體混合穩壓罐側壁下側安裝低溫廢氣回收管。該裝置針對于高溫氣體的快速降溫冷卻以及穩壓，可應用于高溫氣體流動換熱實驗臺架。

技術領域

本發明涉及高溫氣體流動換熱實驗臺架設計技術領域，具體涉及一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置。

背景技術

超高溫氣冷堆、氣冷微堆以及搭載核反應堆的空間站作為近年來國內外核反應堆領域的熱點研究與發展方向，無一例外的都采用了氣體作為冷卻劑，且都將氣體加熱到了一個很少涉及到的高溫狀態。針對于如此高溫度的高溫氣體的流動換熱實驗在國際及國內開展的是十分稀少的。然而，高溫氣體的流動換熱實驗，對于超高溫氣冷堆、氣冷微堆以及搭載核反應堆的空間站的研究設計具有重要的意義。

發明內容

為了實現高溫廢氣的快速降溫，減少實驗臺架設計費用，本發明的一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置，能夠對高溫廢氣實現快速降溫，然后過常規氣水換熱器進行進一步的降溫，減少耐高溫材料及設備的使用，降低高溫氣體流動換熱臺架搭建費用。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置，包括氣體混合穩壓罐1，高溫廢氣進口管2，罐壁水槽3，低溫氣體進口管4，低溫廢氣回收管5；其中，所述氣體混合穩壓罐1側壁偏上側位置接入高溫廢氣進口管2，高溫廢氣由高溫廢氣進口管2進入氣體混合穩壓罐1；氣體混合穩壓罐1上與高溫廢氣進口管2正對的外壁面上焊接有罐壁水槽3，罐壁水槽3為繞氣體混合穩壓罐1的環腔槽，底部弧度為60°，內部裝水；罐壁水槽3兩側與高溫廢氣進口管2相同水平高度處分布有兩根相同規格的低溫氣體進口管4，低溫氣體由兩根低溫氣體進口管4進入，在氣體混合穩壓罐1內與來自高溫廢氣進口管2的高溫廢氣混合，快速降低高溫廢氣的溫度；在罐壁水槽3正下方，氣體混合穩壓罐1的側壁下側安裝有一根低溫廢氣回收管5，將在氣體混合穩壓罐1內被低溫氣體混合后降溫的高溫廢氣排出，進入氣水換熱器。

所述氣體混合穩壓罐1為普通材質承壓罐，需要能承受3MPa以上氣體壓力，容積大小能夠進行氣體緩沖穩壓。

所述罐壁水槽3，以氣體混合穩壓罐1中心為圓心，以高溫廢氣進口管2為對稱軸，周向60°環繞氣體混合穩壓罐1，內部裝有充足的室溫水，保護氣體混合穩壓罐1的壁面，防止由于高溫廢氣與低溫氣體混合不充分導致的高溫廢氣對氣體混合穩壓罐1壁面的熱沖擊，保證氣體混合穩壓罐1的安全性。

所述高溫廢氣進口管2由高溫合金鋼制成，能夠耐受高達800℃以上的溫度；低溫廢氣回收管5為普通鋼管，安裝在氣體混合穩壓罐1上高溫廢氣進口管2正對方向側壁的偏下方，外接氣水換熱器，使高溫廢氣從處于高位的高溫廢氣進口管2進入，與低溫氣體充分混合冷卻后，低溫氣體下沉，從低溫廢氣回收管5流出，在后續氣水換熱器內進行進一步冷卻。

所述低溫氣體進口管4為兩根相同規格的普通鋼管，以氣體混合穩壓罐1中心為圓心呈圓心角為90°安裝在氣體混合穩壓罐1的與高溫廢氣進口管2相對的罐壁上，高度與高溫廢氣進口管2相同，且關于高溫廢氣進口管2對稱；低溫氣體進口管4外連低溫氣體源，其流量通過閥門進行控制。

本發明具有以下優點和有益效果：

1.本發明的一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置整體極少選用耐高溫材料，幾乎全部選用常規鋼材，且能夠實現良好的高溫氣體降溫，能夠極大的減少實驗設備及材料費用；

2.本發明的一種高溫廢氣快速冷卻回收及穩壓裝置既能夠實現高溫廢氣的快速降溫，又能夠對實驗段出口處壓力進行穩壓，減少了相關設備，降低了費用支出。

附圖說明